Диагностика будущего
Изучая человеческий организм, создавая классификации заболеваний, учёные получали новые ключи к пониманию симптомов и новые методы диагностики: пробы, анализы, методы визуализации тканей и органов, генетический анализ. Уменьшается роль врача-человека с его неизбежными ошибками; облегчается возможность выявить болезнь на ранних стадиях, когда она еще не проявляет себя. Что нас ждет дальше? Какие диагностические потребности медицина удовлетворит в ближайшие десятилетия?
Дистанционная диагностика: носимые гаджеты и домашние устройства
Смартфон, часы или прикрепленный к телу датчик могут обеспечить врачу удаленный мониторинг состояния пациента в любое время дня и ночи. Для внедрения датчиков существуют различные решения, например, таблетки (FitBit), биометрические татуировки (VivaLNK), подкожные микрочипы (RFID). Пациент может связаться с врачом и получить экспресс-консультацию, а врач — проследить за его жизненными показателями и в случае необходимости быстро помочь. Пациенты после операций, пожилые пациенты и тяжелобольные — очевидный контингент для подобной услуги. А как насчет, например, часов, которые могут предсказывать эпилептический припадок, приступ аритмии и даже вероятность падения у пожилого человека? Такое устройство уже создано. А «умная» медицинская повязка за счет встроенных наносенсоров и поддержки 5G-сетей сможет давать врачу информацию о заживлении раны (а также и о том, насколько пациент активен и соблюдает ли рекомендованный двигательный режим).
На подходе приложение для психиатрических больных: связь с врачом, который может вовремя диагностировать и купировать обострение, для них особенно актуальна и может предотвратить многодневную госпитализацию. Более простые датчики уже сейчас облегчают жизнь близким самостоятельных стариков: померить бабушке давление на расстоянии — бесценно.
Датчики могут не просто измерять жизненные параметры, но и создавать в облаке полную медицинскую карту человека, к которой сразу может получить доступ лечащий врач. Существуют проекты (например, Viatom Check Me), которые позволяют врачу и самому больному мгновенно увидеть всю динамику изменения состояния за несколько месяцев.
Все это, помимо очевидной пользы здоровью, значительно сокращает издержки и удешевляет медицину.
Новые возможности визуализации
Увы, на сегодня половина людей на Земле не имеет доступа даже к рентгену и УЗИ — либо недалеко от них нет специалистов, либо это слишком дорого. Создание портативных УЗИ-датчиков и тепловизоров поможет решить проблему. Уже сейчас создаются приборы, стоимость которых составляет всего 2000 долларов (против обычных 40-50 тысяч), а дистанционные технологии помогут сделать доступными и грамотную расшифровку.
Однако УЗИ и даже МРТ — это далеко не предел возможностей. Очки «O2amp», например, позволяют определять насыщение крови кислородом, уровень гемоглобина и состояние подкожных вен. С их помощью можно обнаружить многие сосудистые (и не только) заболевания до появления каких бы то ни было симптомов.
Микробиологи университета Гронинген (Нидерланды), похоже, решили проблему ранней диагностики инфицирования при переломах и имплантациях: антибиотик, который заставляет пораженные ткани светиться. Увидеть это свечение можно с помощью специальной камеры.
А в университете Стэнфорда разработали методику, позволяющую увидеть внутренние органы, как будто они прозрачны. Определенные химические соединения подсвечивают отдельные типы клеток и позволяют врачу видеть орган и его состояние в целом. Пока разработка протестирована на мышах.
А вот еще одна актуальная проблема — «найди сосуд». Примерно 40% капельниц не ставится с первого раза, для маленьких детей процент еще выше. Колоть несколько раз крайне неприятно. Напротив, при некоторых других процедурах (например, косметических) крайне важно в сосуд НЕ попасть. Поэтому визуализация вен и их клапанов, придуманная AccuVein (своего рода портативный сканер) — разработка весьма интересная. Её уже начинают применять, и, по некоторым данным, шанс попадания иглы в вену с первой попытки повысился более чем в три раза.
Искусственный интеллект: заранее предсказываем вероятность болезни
Диагностика будущего сочетает два, казалось бы, противоположных подхода, две философии. Первая — это персонализация: каждого человека будут лечить исходя из сугубой количественной и качественной конкретики его случая, анамнеза и параметров. Вторая — это массовость, широта охвата. Как ни странно, подходы эти друг другу не противоречат. Выловить маленький значимый параметр проще, если мы знаем, какие именно данные критически важны.
Поэтому таким хорошим диагностом оказался искусственный интеллект. Обрабатывая массивы больших данных информации по пациентам и осмысляя миллионы различных факторов (от генетических до социальных), он разрабатывает так называемый предиктивный анализ, в котором уникальные особенности пациента позволяют с высокой точностью предсказать, чем он будет болеть.
Технологии ИИ уже сейчас снижают вероятность диагностической ошибки на 30-40%, а в скором будущем, как считают специалисты Гарварда, снизит на 85%.
Так, точность назначения оптимального лечения при раке легких в больницах США — 50%, а у компьютера IBM Watson — 90%, ведь у него есть более чем полмиллиона медицинских заключений и 2 млн страниц текста из медицинских журналов. Австралийские ученые обучили нейросеть распознавать меланому по внешнему виду, «показав» ей 100 тысяч фотографий различных кожных родинок и образований, доброкачественных и злокачественных. В результате на новой выборке нейросеть диагностировала рак в 95% случаев, дерматологи-люди — только в 86,6% случаев.
Искусственный интеллект может прогнозировать и развитие осложнений, например, при сердечно-сосудистых заболеваниях. Обучение происходило по той же схеме: системе «дали» большой массив данных для анализа, а потом протестировали её на реальных больных. Нейросеть сама генерировала и ранжировала факторы, приводящие к осложнениям с большей вероятностью, и её списки оказались более адекватными, чем те руководства, к которым имеют доступ врачи-люди. Уже создана программа, в которую любой может загрузить фотографии и через минуту получить диагностику диабетической ретинопатии (поражение сосудов сетчатки). Для этого даже не нужно быть врачом — достаточно уметь загружать фотографии в облако и пользоваться программой.
Мы уже поняли, что диагностика нужна не только в тот момент, когда пациенту пришло в голову обратиться к врачу. Но, между прочим, если пациент уже в больнице — это еще не значит, что он в безопасности. Например, почти половину сердечных приступов, произошедших уже в больнице, выявляют не вовремя.
В будущем стационары будут оборудованы датчиками и камерами для контроля жизненных показателей, подающими сигнал при признаках нарушений. В годовых испытаниях такая система, названная Всевидящим оком, показала эффективность на уровне 79%.
Схожие системы (автоматически измеряющие давление, частоту сердечных сокращений, температуру и частоту дыхания, а также делающие ЭКГ) могут использоваться в приемном покое: и расходы ниже, чем на дополнительного врача и медсестру, и времени тратится меньше.
Дополненная реальность в диагностике
Дополненная реальность — это не только игры, но и многое другое. В медицине она применяется множеством разных способов.
Самое очевидное — это обучение студентов-медиков, например, программы-симуляторы хирургических операций.VR-очки помогают рассмотреть и реальные операции, переключаясь между разными слоями изображения и слушая аудио, чтобы рассмотреть и понять, как орган реагирует на хирургические манипуляции. Это позволяет, когда дело доходит до реальных пациентов, чувствовать себя намного увереннее.
(Более того, в реальной операции опытный хирург может дистанционно проецировать свои руки на операционное поле, делая подсказки менее опытному коллеге).
С помощью VR-очков и симуляторов можно проводить и неврологические тесты: в виртуальной среде пациента тестируют на изменение положения тела в пространстве, одновременно измеряя сенсорами положение тела в физическом мире. Таким образом можно выявить шаткость, тремор, слабость тех или иных мышц и другие параметры.
Генетические предсказания
Логично, что полная расшифровка генома человека сделает медицину полностью персонализированной. Лечить можно будет не «болезнь», которая ни у кого не протекает одинаково), а данный конкретный случай, возникший у конкретного человека. Другое следствие прогресса генетики — широкое внедрение профилактики. Ведь врач будет точно знать, что ожидает пациента, так как будет видеть экспрессию всех его генов, и сможет предсказать развитие сердечно-сосудистых заболеваний и рака в его организме. Отдельная моральная проблема — дородовая диагностика и встраивание генетических «зондов» в геном для изначального предотвращения тех или иных болезней. И это не фантастика: доклинические исследования уже ведутся. Генетика сделает возможным и прорыв в традиционных анализах: скорее всего, в ближайшие десять лет по одной капле врач сможет определить около 50 000 различных белков крови.
Остается только один философский вопрос: готовы ли мы дать медицине так много власти над своим настоящим и будущим?
Читайте также:
